Nhiễu xạ ánh sáng

Giới thiệu

Chương trình máy tính “Nhiễu xạ ánh sáng” – viết bằng ngôn ngữ java – miêu tả trực quan sự hình thành phổ nhiễu xạ của ánh sáng qua cách tử. Ngoài ra chương trình cũng cho phép tiến hành thí nghiệm ảo với mô hình giao thoa hai khe kinh điển, một trường hợp riêng của giao thoa – nhiễu xạ nhiều khe.

Chương trình mô phỏng thực hiện bởi sinh viên
khoa Công nghệ thông tin
Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh:
Lê Minh Hổ – Võ Huy Hoàng – Phạm Thái Vĩnh
Nguyễn Anh Sang – Bùi Công Hiếu – Lê Thanh Hiếu

Mô phỏng thí nghiệm “Nhiễu xạ ánh sáng”

Lưu ý: chương trình chạy trên nền java

Để tìm hiểu thêm, có thể xem chương trình mô phỏng và bài viết riêng về hiện tượng nhiễu xạ.

Video minh hoạ

Phần mềm mô phỏng

Ứng dụng mô phỏng được thiết kế giúp người dùng dễ hình dung được toàn cảnh bức tranh nhiễu xạ. Giao diện phần mềm có dạng như hình 1. Bảng điều khiển thực hiện mô phỏng trên hai loại vật cản chính: cách tử và khe, phông nền sáng và phông nền tối. Trường hợp vật cản như sợi dây mảnh cũng có bức tranh nhiễu xạ tương tự nhiễu xạ qua khe.

Hình 1

Với trường hợp cách tử, các tham số cần thiết lập gồm:

– Khoảng cách L giữa cách tử và màn, bằng cách dùng chuột kéo vật dọc theo thanh trượt.

– Chu kỳ d của cách tử.

– Độ rộng của một khe, tính bằng đơn vị phần trăm so với chu kỳ d.

– Số khe N của cách tử.

Hình 2

Với trường hợp của khe, các tham số thiết lập gồm:

– Khoảng cách L giữa khe và màn, bằng cách dùng chuột kéo vật dọc theo thanh trượt.

– Kích thước của khe.

Hình 3

Bức tranh nhiễu xạ sẽ thay đổi sinh động khi ta trực tiếp thay đổi màu sắc của chùm sáng chiếu đến, cũng như thay đổi khoảng cách giữa màn.

Hình 4

Nguyên lý mô phỏng

Nhiễu xạ trên cách tử

Cách tử là một hệ quang học, trên bề mặt khắc lên những vạch đều đặn song song. Đặc trưng chính của cách tử chính là khoảng cách d giữa hai vạch liên tiếp, hay còn gọi là chu kì của cách tử, chỉ lớn hơn bước sóng cần đo khoảng vài chục đến vài trăm lần, đóng vai trò như vạch chia của thước đo ánh sáng.